GB∕T 36479-2018
基本信息
标准号:
GB∕T 36479-2018
中文名称:集成电路 焊柱阵列试验方法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
集成电路
阵列
试验
方法
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB∕T 36479-2018 集成电路 焊柱阵列试验方法
GB∕T36479-2018
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS_31.200
中华人民共和国国家标准
GB/T36479—2018
集成电路
焊柱阵列试验方法
Integrated circuits-Test methods for column grid array2018-06-07发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-01-01实施
GB/T36479—2018
规范性引用文件
术语和定义
一般要求
样品的处理
器件的取向
试验环境
试验结果
5详细要求
焊柱阵列共面度
焊柱阵列位置度
焊柱可焊性
焊柱拉脱
焊柱剪切
焊柱疲劳
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T36479—2018
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本标准起草单位:中国电子科技集团公司第五十八研究所、中国电子技术标准化研究院,本标准主要起草人:吕栋、丁荣峰、陈波、陆坚、章慧彬、李锟、尹航。1范围
各焊柱阵列试验方法
集成电路
本标准规定了焊柱阵列(CGA)的试验方法GB/T36479—2018
本标准适用于采用焊柱阵列(CGA)封装形式的集成电路(以下简称器件),焊柱包括高铅焊柱、微线圈焊柱、铜带缠绕型焊柱、基板增强型焊柱、镀铜焊柱等。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T9178集成电路术语
GB/T14113半导体集成电路封装术语GJB548B一2005微电子器件试验方法和程序3术语和定义
GB/T9178、GB/T14113界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
焊柱阵列
column grid array;CGA
种用细长型焊柱作为外引脚,按照一定节距纵向、横向焊接到基板/陶瓷焊盘上,实现器件下一级组装时与印刷线路板(PCB)的物理连接(包括电连接)的封装形式。3.2
基准平面
datum plane
由三个焊柱顶点形成的平面,三个焊柱具有到植柱顶面最大的垂直距离,并且这三个顶点形成的三角形的投影包含器件的重心。
共面度
deviation from coplanarity
最高焊柱顶点和最低焊柱顶点之间的差值。3.4
geometricdimensioning
位置度
在器件焊柱理论位置中心对称的区域内,焊柱中心点允许不同于理论位置中心的变动量指标。3.5
拉脱力
pull-offforce
施加于焊柱轴向上垂直于器件植柱平面并使焊柱离开该平面的力。3.6
clampingfixture
固定夹具
在试验过程中保持器件固定的装置。1
GB/T36479—2018
拉力爪
pull jaw
在拉力试验中,抓住焊柱的工具。3.8
拉脱速度
pull speedwwW.bzxz.Net
拉力爪在垂直于器件植柱平面的方向上拉起焊柱时的速率。3.9
焊柱挤压
column extrusion
在焊柱阵列拉脱试验过程中由于一些因素,如拉力爪夹力不合适,或不正确的拉力爪选择,造成焊柱拉力爪夹持处凹陷而周围突出的变形。3.10
拉力爪夹力
jawclampingforce
装置施加在拉力爪箍位上的力。3.11
焊盘直径
solder pad diameter
焊柱焊接到基板/外壳上的圆形金属膜层的直径。3.12
剪切力
shear force
施加于焊柱径向上平行于器件植柱平面的推力。3.13
剪切工具
shear tool
在剪切期间,直接推动焊柱的刚性工具。3.14
剪切工具高度
shear tool standoff
基板/外壳植柱面与剪切工具刀头之间的垂直距离。3.15
剪切速度
shear speed
剪切工具在剪切焊柱时沿器件植柱平面上某一个方向的移动速率。3.16
solderability
可焊性
焊柱被焊料浸润的特性。
一般要求
4.1通则
本标准所规定的试验方法包括:焊柱阵列共面度、焊柱阵列位置度、焊柱可焊性、焊柱拉脱、焊柱剪切以及焊柱疲劳。
样品的处理
样品处理应按相应产品规范的规定。4.3
器件的取向
对于与器件取向有关的检测或施加外力的试验方法,器件的取向和施力方向应符合GJB548B2
2005中4.4的规定。
4.4试验环境
除另有规定外,试验环境温度:25℃士10C,相对湿度:20%~80%。4.5试验结果
GB/T36479—2018
所有试验的结果应附有下列信息:100%或抽样检验的器件数量和焊柱数量、失效或拒收的样品数量和焊柱数量、观察到的失效模式。5详细要求
焊柱阵列共面度
5.1.1目的
本试验的目的是为了测定焊柱阵列的共面度。5.1.2设备
测量设备应有能力测量规定的允许公差范围内的焊柱阵列共面度。用于测量和试验的仪器和设备,应经计量合格并在有效期内,其精度和量程应符合测量要求。5.1.3程序
5.1.3.1基准平面选取
应按下列步骤选取基准平面:
a)样品水平放置,焊柱朝上,如图1所示;朝上
基准平面
最高焊柱
基板/外壳
最低焊柱
植柱面
水平面
图1焊柱共面度示意图
b)测量时不充许对器件施加外力,测量每一个焊柱顶端到植柱平面的最高点;确定三个具有到植柱面相对最大的垂直距离的焊柱顶点,这三个点形成基准平面包含器件重心(几何中心),如图2所示。如果构建的基准平面不包含器件重心,则使用下一个和植柱面具有最大的垂直距离的焊柱与其中二个焊柱来重新构建有效的基准平面。3
GB/T36479—2018
5.1.3.2测量
09998990
amnnns
0000000000
bojooo8ooooopooooo
oo9/6880060006ool888.80000099850o0000000000000000
图2基准平面示意图
应按下列步骤进行测量:
测量每个焊柱顶点和基准平面之间的距离:器件重心
最高于基准平面与最低于基准平面的两个焊柱之间的距离,即焊柱阵列的共面度。5.1.4失效判据
除另有规定外,焊柱阵列共面度大于150m则视为不合格。5.1.5说明
如与上述规定不同,有关采购文件或详细规范应规定以下内容:基准平面选取方法;
测量步骤和程序;
失效判据(共面度要求)。
焊柱阵列位置度
本试验的目的是为了测定焊柱阵列的位置度。5.2.2设备
试验用的设备应具有测量规定的量程和允许公差范围内的焊柱阵列的X、Y、Z三方向上尺寸的能力。用于测量和试验的仪器和设备,应经计量合格并在有效期内,其精度和量程应符合测量要求。5.2.3程序
5.2.3.1位置度基准线确定
应按下列步骤确定位置度基准线:4
样品放在测量平台上,焊柱朝上:a
GB/T36479—2018
b)测量样品四个对角上相互对称的植柱焊盘的中心,连接对角焊盘中心,所形成的两根对角线的交点即器件的中心,作为XY坐标轴的基准原点,以基准原点导人器件焊柱阵列设计的每个焊柱的理论位置中心点坐标值(X、Y);c)通过连接水平方向上的每一列焊柱的理论位置中心点,画出平行于垂直边的直线Y;连接垂直方向上的每一行焊柱中心投影点,画出平行于水平边的直线X,这些呈正交的直线称为焊柱位置度基准线(X基准、Y基准),如图3a)、3b)所示;设定位置度的合格范围一f~~十f,如图3b)所示;d)
焊柱的实际中心位置用坐标(X1、Y1)表示,其位置度如图3c)所示。Y基准线
焊柱理论中心位置(X.Y)
X基准线/
坐标基准原点
文轴焊柱理论轮廊
a)坐标系
位置度合格范围
位置度合格范围
Y基准线
焊柱理论中心位置(X、Y)
焊柱实际中心位置(X1、Y)
X基准线
焊柱轮腕。
b)基准线及位置度合格范围
图3焊柱位置度基准线示意图
5.2.3.2测量
应按下列步骤进行测量:
c)焊柱位置度
测量每一个焊柱的顶部中心(对于铜带缠绕型焊柱顶部中心为内部焊料芯的顶部中心,不用考虑外围铜带),并记录下每一个焊柱顶部中心的(X1、Y1)坐标值(可以由测量仪器自动扫描,也可以人工手动逐个测量);
b)根据已确定的位置度基准线和位置度合格范围,计算实际焊柱中心偏移位置度基准线的垂直距离:IX1-XI和IY1-YI;
统计所有焊柱偏离基准线的数值,其中最大的数值即为受试样品的焊柱位置度,判断是否超出最大允许位置度范围了。
5.2.4失效判据
除另有规定外,焊柱的位置度|X1一X|和IY1一YI大于表1所列最大允许位置度f范围,则应视为不合格。
GB/T36479—2018
5.2.5说明
焊柱节距。
表1失效判据
焊柱最大充许位置度于
如与上述规定不同,有关采购文件或详细规范应规定以下内容:基准原点的选取方法;
采取的试验程序;
失效判据(最大允许位置度要求)。焊柱可焊性
本试验的目的是通过模拟焊柱焊接工艺,评估或判定焊柱的可焊性能力。5.3.2设备
回流焊设备
应采用能满足回流焊条件的回流焊设备。2外观检查设备
应采用放大倍数在10倍~20倍的光学显微镜。水汽老化设备
应采用足以容纳器件且耐腐蚀的容器。支撑器件的支架采用无杂质污染的材料设备应至少每月(或在使用前)进行一次排空与清洗,当水的电阻率小于500Q·m或目测水中含有颗粒污染时,应清洗设备。清洗时应使用无污染的溶剂。5.3.3程序
5.3.3.1预处理
在进行模拟焊接工艺试验前,所有样品应按表2中的规定进行水汽老化。除另有规定外,应按试验条件C进行,样品离水面的高度应至少为40mm并采用合适的搁架使受试焊柱顶面悬空朝向水面。
试验条件
表2水汽老化条件
试验处于不同海拔高度进行时,水汽温度应根据表3确定。表3海拔高度和水汽温度的关系
海拔高度
501~1000
10011500
2干燥
水汽老化后可采用以下程序之一,对样品进行干燥处理:停留时间
1h±5min
4h土10min
8h±15min
16h±30min
水汽温度
GB/T36479—2018
a)在干燥坏境中(推荐使用干燥氮气),最高温度100℃下烘培且不超过1h;b)在室温环境下空气干燥至少15min。特别注意的是,干燥结束后,应在72h内完成可焊性试验、5.3.3.3印刷模板和承载板
印刷模板的孔径与器件植柱焊盘的直径一致,误差小于土0.15mm,确保和器件的焊柱几何尺寸匹配。除另有规定外,对节距大于o.65mm的器件,印刷模板厚度应为0.15mm;对节距不大于0.65mm的器件,印刷模板厚度应为0.10mm~0.15mm。用于印刷焊料的承载板为:无金属化焊盘和布线的陶瓷基板或有机介质板,且弓曲和扭曲应不大于0.75%,厚度一般选择1.00mm~2.00mm,长度、宽度分别比器件大15mm或以上。5.3.3.4回流焊
按下述步骤进行:
在陶瓷基板或有机介质板上,用印刷模板印刷上焊柱焊接的焊料阵列印刷后,应小心移出印刷模板,避免焊料沾污,并进行图形完整性检查,焊料缺少和焊料粘连的b)
承载板不可用于后续试验,确保无印刷焊料缺陷引起的误判;应至少随机抽样45根焊柱进行试验,平均分配至至少3只样品上。当3只样品上的焊柱总数超过1500根时,应按焊柱总数的3%进行抽样。试验前应确定样品上所抽的受试焊柱,将样品倒扣放置在印刷好的焊料图形上,焊柱与焊料图形对应,并对样品的对准情况进行检查,应避免手接触焊柱和焊料,造成皮肤油脂的污染;d)
除另有规定外,应按表4规定的条件进行回流焊焊接。完成后应小心移出,并冷却至常温;e)
用工具将样品和基板进行剥离。可采用适当的清洗工艺将样品上的多余物去除,但不应造成焊接部位的任何划伤等产生。
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试验类型
回流工艺
助焊剂(若需要)
预热温度
对流/红外炉
(推荐)
汽相(可选)
真空贮存箱或
热板(可选)
预热时间
回流温度
回流时间
回流温度
回流时间
回流温度
回流时间
表4回流焊条件
高铅焊柱-有铅焊料
Sn63Pb37
150℃~180℃
1208~1808
220℃~235℃
80g~120s
220℃~235℃
30s~60g
225℃~-235℃
120g~300s
镀铅锡微线圈
焊柱-有铅焊料
Sn63Pb37
150℃~180℃
608~1208
215℃~230℃
80g~120s
215℃~230℃
30s~60s
215℃~230℃
120s~300s
任意焊柱-无铅焊料
Sn96.5Ag3Cu0.5
160℃~180℃
60g~120s
230℃~245℃
80g~1205
230℃~245℃
30s~60s
230℃~245℃
120s~300s
注1:表中的回流焊参数仅作为可焊性试验的参考,与潮湿敏感度等级回流焊试验参数无关,注2:预热和回流的温度和时间可根据适应于器件尺寸、焊柱成分和熔点等回流焊工艺而进行调整5.3.4失效判据
完成制备后,应在放大10倍~20倍的光学显微镜下进行外观检查,并按以下要求判别:a)焊柱浸润部分连续覆盖新焊料层的周长应不小于95%,如图4所示;有要求时,应按GJB548B一2005方法1012X射线照相的要求检查焊料层内的空洞:b)
在操作过程中由于印刷焊料或对位偏差引起的失效不作为失效判据。≥95%周长接收
<95%周长接收
5.3.5说明
不合格
图4焊柱可焊性合格判据
如与上述规定不同,有关采购文件或详细规范应规定以下内容:a
试验条件:
试验焊柱的数量;
失效判据。
焊柱拉脱
5.4.1目的
本试验的目的是通过测量器件焊柱经受轴向拉力的能力来确定器件焊柱的牢固性。8
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